CN103528267A - 带热管回路的低环境温度空气源热泵制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带热管回路的低环境温度空气源热泵制冷系统，包括压缩机、室内换热器、室外换热器和储液器；所述压缩机与四通换向阀连接，四通换向阀分别与室内换热器和室外换热器连接，室内换热器与储液器连接，室外换热器与热力膨胀阀连接；其特征是：在所述室内换热器和室外换热器之间设置补气回路和热管回路，补气回路上设置经济器和电子膨胀阀，经济器的第一进口与储液器连接，经济器的第一出口分别与电子膨胀阀和热管回路连接；所述热管回路包括第一管道和第二管道，第一管道连接经济器和室外换热器底部，第二管道连接室外换热器的底部和热力膨胀阀。本发明可以抑制在低温环境下制热量衰减率，解决室外换热器在低温高湿环境下结冰现象。

Description

带热管回路的低环境温度空气源热泵制冷系统

技术领域

本发明涉及一种空气源热泵制冷系统，尤其是一种带热管回路的低环境温度空气源热泵制冷系统。 

背景技术

随着城镇化进程的加快，居民对经济和环保需求的不断提高，推广清洁能源的采暖方式势在必行。在城市中，郊区县不具备城市的集中采暖条件的地区，一般采用分散式的生物质、燃煤、燃气传统采暖方式，这样的方式热效率低，能耗大，同时也对环境造成了严重的污染。热泵采暖技术作为一种受国家政策支持的新型节能环保空调采暖技术。但是，空气源热泵在推广到黄河流域、华北、西北等寒冷地区（采暖设计温度-5～-20℃范围）遭遇到低环境温度下制热量衰减严重、能效比低和室外换热器结冰导致不能完全除霜等问题，机组无法在冬季正常运行。 

如图1所示，现有技术中的空气源热泵是由压缩机1a、四通换向阀2a、室内换热器3a、储液器4a、热力膨胀阀5a、室外换热器6a和气液分离器7a组成的。一方面，化霜时四通换向阀2a换向，压缩机1a排出的高压高温制冷剂直接通往室外换热器6a，通过其热量将室外换热器霜层融化，但室外换热器6a底部温度始终比较低，在低温高湿环境下，化霜水没有及时流走，化霜过程已结束。当室外换热器6a转为蒸发器功能后，底部温度迅速降低到零摄氏度以下，导致没有及时流走的水结冰。如果延长化霜时间，虽然可以保证化霜水能够及时流走，但会导致室外换热器6a升温太高出现高压报警；另外，人为加长化霜时间也会导致制热效果变差；另一方面，当环境温度低于-10℃时，因制冷系统质量流量变小，压缩机1a得不到有效冷却，会出现压缩机1a排气温度超过设计上限，导致制热量衰减严重，系统无法长时间运行。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种带热管回路的低环境温度空气源热泵制冷系统，不但可以抑制空气源热泵在低温环境下制热量衰减率，而且可以解决室外换热器在低温高湿环境下结冰现象。 

按照本发明提供的技术方案，所述带热管回路的低环境温度空气源热泵制冷系统，包括压缩机、室内换热器、室外换热器和储液器；所述压缩机的排气口与四通换向阀的输入端连接，四通换向阀的第一输出端与室内换热器的进口端连接，室内换热器的出口端与储液器连接；所述四通换向阀的第二输出端与与气液分离器的进口连接，气液分离器的出气口与压缩机的吸气口连接；所述四通换向阀的第三输出端与室外换热器的上部进口端连接，室外换热器的底部出口端与热力膨胀阀的进口端连接，热力膨胀阀的出口端与气液分离器的出口端连接；其特征是：在所述室内换热器和室外换热器之间设置补气回路和热管回路，补气回路上设置经济器和电子膨胀阀，经济器的第一进口与储液器连接，经济器的第一出口分别与电子膨胀阀的进口端和热管回路连接；所述热管回路包括第一管道和第二管道，第一管道连接经济器第一出口和室外换热器底部，第二管道连接室外换热器的底部和热力膨胀阀。 

所述经济器的第二进口与电子膨胀阀的出口端连接，经济器的第二出口与压缩机的中间补气口连接。 

本发明通过补气回路和热管回路的优化组合，不但增加空气源热泵低温环境下的制冷系统的循环流量，而且将高于零摄氏度的制冷剂引入室外换热器底部，保证低温环境温度下室外换热器不结冰，化霜顺畅，从而达到寒冷高湿环境下空气源热泵能够高效运行的目的。 

附图说明

图1为现有技术中空气源热泵的示意图。 

图2为本发明的示意图。 

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。 

如图2所示：所述带热管回路的低环境温度空气源热泵制冷系统包括压缩机1、四通换向阀2、室内换热器3、储液器4、热力膨胀阀5、室外换热器6、气液分离器7、补气回路8、经济器8a、电子膨胀阀8b、热管回路9、第一管道9-1、第二管道9-2等。 

如图2所示，本发明包括压缩机1、室内换热器3、室外换热器6和储液器4；所述压缩机1的排气口与四通换向阀2的输入端连接，四通换向阀2的第一输出端与室内换热器3的进口端连接，室内换热器3的出口端与储液器4连接；所述四通换向阀2的第二输出端与与气液分离器7的进口连接，气液分离器7的出气口与压缩机1的吸气口连接；所述四通换向阀2的第三输出端与室外换热器6的上部进口端连接，室外换热器6的底部出口端与热力膨胀阀5的进口端连接，热力膨胀阀5的出口端与气液分离器7的出口端连接； 

在所述室内换热器3和室外换热器6之间设置补气回路8和热管回路9，补气回路8上设置经济器8a和电子膨胀阀8b，经济器8a的第一进口与储液器4连接，经济器8a的第一出口分别与电子膨胀阀8b的进口端和热管回路9连接，经济器8a的第二进口与电子膨胀阀8b的出口端连接，经济器8a的第二出口与压缩机1的中间补气口连接；所述热管回路9包括第一管道9-1和第二管道9-2，第一管道9-1连接经济器8a第一出口和室外换热器6底部，第二管道9-2连接室外换热器6的底部和热力膨胀阀5。

本发明的工作原理：在制热模式下，高温高压的制冷剂从压缩机1经四通换向阀2，在室内换热器3内冷却降温后流入储液器4，再经补气回路8分流；从经济器8a流出的制冷剂分为两路，一路经电子膨胀阀8b节流后使两路制冷剂出现温度差，与流入经济器8a的制冷剂进行热交换后通过压缩机1的中间补气口进入压缩机1；通过中间补气不但可以增加整个制冷系统的循环流量，而且可以通过补气直接降低压缩机1的排气温度，保证空气源热泵能够在寒冷环境中高效、稳定、可靠运行；另一路制冷剂通过热管回路9流入室外换热器6底部，对室外换热器6底部进行加热，始终保证室外换热器6底部高于零摄氏度，能够防止室外换热器底部结冰，这样可以保证室外换热器底部漏水孔不会因为结冰被堵塞，导致化霜水不能顺利流出，避免空气源热泵因为结霜导致换热器底部冰层越来越厚的恶性循环模式。 

所述热管回路9的主要作用在于将补气回路8流出的高于零摄氏度的制冷剂引入室外换热器6底部，再进入热力膨胀阀5。 

Claims (2)

1.一种带热管回路的低环境温度空气源热泵制冷系统，包括压缩机（1）、室内换热器（3）、室外换热器（6）和储液器（4）；所述压缩机（1）的排气口与四通换向阀（2）的输入端连接，四通换向阀（2）的第一输出端与室内换热器（3）的进口端连接，室内换热器（3）的出口端与储液器（4）连接；所述四通换向阀（2）的第二输出端与与气液分离器（7）的进口连接，气液分离器（7）的出气口与压缩机（1）的吸气口连接；所述四通换向阀（2）的第三输出端与室外换热器（6）的上部进口端连接，室外换热器（6）的底部出口端与热力膨胀阀（5）的进口端连接，热力膨胀阀（5）的出口端与气液分离器（7）的出口端连接；其特征是：在所述室内换热器（3）和室外换热器（6）之间设置补气回路（8）和热管回路（9），补气回路（8）上设置经济器（8a）和电子膨胀阀（8b），经济器（8a）的第一进口与储液器（4）连接，经济器（8a）的第一出口分别与电子膨胀阀（8b）的进口端和热管回路（9）连接；所述热管回路（9）包括第一管道（9-1）和第二管道（9-2），第一管道（9-1）连接经济器（8a）第一出口和室外换热器（6）底部，第二管道（9-2）连接室外换热器（6）的底部和热力膨胀阀（5）。

2.如权利要求1所述的带热管回路的低环境温度空气源热泵制冷系统，其特征是：所述经济器（8a）的第二进口与电子膨胀阀（8b）的出口端连接，经济器（8a）的第二出口与压缩机（1）的中间补气口连接。

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